一种粉尘风洞系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种粉尘风洞系统，尤其涉及一种粉尘风洞系统及其控制方法。

背景技术：

在现有的粉尘仪对于烟气的检测过程中，常常采用平行性检测比对法进行检测，常常将粉尘仪检测下来的粉尘进行称重后，才能得到最终烟气的数据；这种数据由于经过了粉尘仪以检测以后得到的数据，在数据上有偏差，但是，对于粉尘仪而言，粉尘仪测的数据是否正确的或者说粉尘仪如何测得标准的数据，都是没有办法进行，由于缺少标准的粉尘检测环境来检测粉尘仪是否达到了正确的检测范围，同时，在现有技术中的粉尘仪需要到现场才能完成检测或者校对，对于一个粉尘仪的生产厂家来说，这个过程无法满足生产的需要，所说，需要模拟一个粉尘的环境，用于粉尘仪的检测和校验。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，本发明实现了一种粉尘风洞系统，包括风机、风管系统、粉尘投放装置、检测口、本地控制系统、远程控制系统、被检测粉尘仪、校对粉尘仪；风机设置在风管系统内，风机驱动粉尘投放装置投放的粉尘，本地控制系统或者远程控制系统控制风机的流速、管道的温度及湿度，模拟烟尘状态，并通过本地控制系统或远程控制系统控制风管系统的运行时间；在检测口上连接被检测粉尘仪和校对粉尘仪；通过远程控制系统分别对被检测粉尘仪和校对粉尘仪的粉尘数据读取，判断被检测粉尘仪的状态。

进一步，所述的风管系统还包括风管支管、风管总进管、风管总出管、加热器、加湿器、粉尘过滤器；在所述的粉尘风洞系统的一端设置若干根风管支管，在若干根所述的风管支管的一端与大气相通，并连接所述的粉尘投放装置，在若干根所述的风管支管的另一端各连接一电动控制阀门；在若干根所述的风管支管的任意一根上连接加热器，在加热器后端的风管支管上连接加湿器，在所述的电动控制阀门的后端，若干根所述的风管支管均连接至所述的风管总进管的一端，在若干根所述的风管支管上均设置若干个温度检测口、湿度检测口、风速检测口以及粉尘检测口；在所述的风管总进管的另一端连接粉尘过滤器的进口；所述的粉尘过滤器的出口连接风管总出管；在所述的风管总进管上设置若干个检测口；在风管总出管上设置第一风管截止阀门；在风管总出管的一侧设置辅助排风管，在辅助排风管上设置第二风管截止阀门。

进一步，所述的本地控制系统还包括plc、触摸屏、数字输出模块、数字输入模块、模拟输出模块、模拟输入模块；风机变频器；plc与触摸屏、plc与所述的远程控制系统之间均为以太网网络连接；plc与数字输出模块、数字输入模块、模拟输出模块、模拟输入模块并行串口连接；plc与风机变频器为profibus连接；风机变频器与所述的风机为电性连接；风机变频器与数字输出模块、数字输入模块为电性连接，风机变频器与模拟输出模块、模拟输入模块为模拟量连接；模拟输入模块与所述的被检测粉尘仪为模拟量连接。

进一步，所述的远程控制系统为工业控制计算机。

进一步，所述的风管支管还包括第一风管支管、第二风管支管、第三风管支管；在所述的第一风管支管的一端设连接第一弯头的一端，第一弯头的另一端与所述的风管总进管的一端连接；第二风管支管的一端与第二弯头的一端连接，第二弯头的另一端与风管总进管相贯线连接；第二风管支管设置在第一风管支管的上方；在第二风管支管的上方设置第三弯头，第三弯头的一端与第二风管支管相贯连接，第三弯头的另一端与第三风管支管的一端连接；第一风管支管、第二风管支管、第三风管支管均与大气连通。

进一步，所述的第一风管支管的直径大于第二风管支管的直径大于第三风管支管的直径。

进一步，所述的检测口还包括抽取式测试口、后散射式测试口、对穿式测试口，抽取式测试口设置在所述的风管总进管的一侧；抽取式测试口为法兰连接结构；后散射式测试口对称设置在所述的风管总进管的两侧，在所述的风管总进管的两侧均设置法兰连接结构；对穿式测试口设置一段管道穿过所述的风管总进管，并在管道上设置法兰结构。

进一步，所述的电动控制阀门为法兰式开关阀门；所述的第一风管截止阀门和第二风管截止阀门为截止式电动开关阀门。

在本发明中还公开了一种粉尘风洞系统的控制方法，其特征在于，所述的粉尘风洞系统控制方法，步骤如下：

步骤s0；流速通道选择以及检测模式选择：：在第一风管支管、第二风管支管、第三风管支管中选择任意一根，选择低速通道或者中速通道或者高速通道；选择粉尘检测模式或者烟气检测模式中的任意一个；，进入步骤s10；

步骤s10：判断电动控制阀门是否开启：是，则进入步骤s40；否，则进入步骤50；

步骤s20：参数设置：在触摸屏或者远程控制系统中设置温度、湿度、流速，保存后进入步骤s30；

步骤s30：试验时间设置：在触摸屏或者远程控制系统中设置试验时间保存后，进入步骤s40；

步骤s40：在触摸屏上或者远程控制系统中按下启动按钮，风机启动，启动后，进入步骤s60；

步骤s50：状态报警：在报警页面上跳出报警信号，报警灯亮起；

步骤s60：状态输出：在管道中形成模拟的粉尘或者烟气，进入步骤s70；

步骤s70：选择启动的功能：在触摸屏上或者远程控制系统中启动加热器或者加湿器进入步骤s80；

步骤s80：记录数据：远程控制系统记录运行数据包括温度、湿度、流速呈曲线连续输出状态，则进入步骤s90；

步骤s90：状态判断：判断条件：有无流速信号，如果状态是，进入步骤120；风管系统温度≥60℃；加热器温度≥75℃；风管系统湿度≥85％；如果状态是，进入步骤100；步骤110；如果状态否，则进入步骤s150；

步骤s100：加热器停止工作；停止后，进入步骤s120；

步骤110：加湿器停止工作；停止后，进入步骤s120；。

步骤s120：风机停止工作；停止后，进入步骤s130；

步骤s130：试验停止；进入步骤s50；

步骤s150：启动预备阶段：粉尘风洞系统进入启动预备阶段；启动预备阶段完成后，进入步骤s160；

步骤s160：工况条件预备阶段：粉尘风洞系统从原始状态到设置的温度、湿度、流速的运行状态的阶段；工况条件预备阶段完成后，则进入步骤s170；

步骤s170：工况稳定判别阶段：粉尘风洞系统对设置的温度、湿度、流速的判别，判定设置的温度、湿度、流速是否达到工况稳定阶段，达到后，则进入步骤s180；

步骤s180：工况到达稳定条件阶段：粉尘风洞系统维持设置的温度、湿度、流速，设定的时间到后，则进入步骤s190；

步骤s190：进入试验时间：连接至粉尘风洞系统的被检测粉尘仪和校对粉尘仪开始测试，测试数据被传送到粉尘风洞系统的远程控制系统中，并保存后；进入步骤s200：

步骤s200：试验结束判定：是，进入步骤s210；否，进入步骤s220；

步骤s210：风机正常停止；停止后，进入步骤s230；

步骤s220：继续下一个工况试验；粉尘风洞系统回到步骤s0；

步骤s230：粉尘过滤器吹扫：收集粉尘，以备下次使用。

本发明的技术效果在于，形成了可以模拟粉尘以及粉尘所在的环境的粉尘风洞系统，用于粉尘仪的检测和校验，解决了缺少标准的粉尘检测环境来检测粉尘仪是否达到了正确的检测范围的技术问题。

附图说明

图1是本发明的俯视图。

图2是本发明的控制示意图。

图3是本发明的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1、附图2所示，本实施例中公开了一种粉尘风洞系统，包括风机1、风管系统100、粉尘投放装置2、检测口300、本地控制系统400、远程控制系统500、被检测粉尘仪10、校对粉尘仪20；风机1设置在风管系统100内，风机1驱动粉尘投放装置2投放的粉尘，本地控制系统400或者远程控制系统500控制风机1的流速、管道的温度及湿度，模拟烟尘状态，并通过本地控制系统400或远程控制系统500控制风管系统100的运行时间；在检测口300上连接被检测粉尘仪10和校对粉尘仪20；通过远程控制系统500分别对被检测粉尘仪10和校对粉尘仪20的粉尘数据读取，判断被检测粉尘仪10的状态。在粉尘风洞系统上模拟烟气或者粉尘的状态，模拟出的状态与现实中的烟气或者粉尘的状态在温度、湿度、颗粒物等方面基本一致，在利用被检测粉尘仪10和校对粉尘仪20之间的粉尘数据进行比对，最终确定被检测粉尘仪10是否满足检测要求，这样，就改变了粉尘仪需要到现场才能校对和检测的技术现状，满足了粉尘仪的检测环境，改变了粉尘仪的检测和校验的技术问题。

结合附图1所示，风管系统100还包括风管支管3、风管总进管4、风管总出管5、加热器6、加湿器7、粉尘过滤器8；在粉尘风洞系统的一端设置若干根风管支管3，在若干根所述的风管支管3的一端与大气相通，并连接粉尘投放装置2，这样，在风洞系统100工作的时候，粉尘投放装置2进行粉尘投料到风洞系统100中，使得粉尘弥漫在整个的粉尘风洞系统中；控制粉尘投放装置2投放粉尘的量，使其达到整个系统所需要的粉尘值，如颗粒度不同的粉尘值；在若干根风管支管3的另一端各连接一电动控制阀门9；在若干根风管支管3的任意一根上连接加热器6，在加热器6的后端的风管支管3上连接加湿器7，加热器6和加湿器7用于给风管支管3内的空气和粉尘加热和加湿用于控制整个风管系统100的温度和湿度；在电动控制阀门9的后端，若干根风管支管3均连接至风管总进管4的一端，在若干根风管支管3上均设置若干个温度检测口11、湿度检测口12以及风速检测口13；用于监控风管系统100内的温度、湿度以及风速，并与本地控制系统400相连接，然后，通过网络传送到远程控制系统500中，用于控制并达到所需要的风管系统10的环境的要求，在风管总进管4的另一端连接粉尘过滤器8的进口，粉尘过滤器8的出口连接风管总出管5；在风管总进管4上设置若干个检测口300；检测口300中主要用于插入被检测粉尘仪10的烟气探杆，用于检测风管系统100内的粉尘的含量，同时，可以检测风管系统100内的温度和湿度；为了实现在风管系统100中实现排气控制，在风管总出管5上设置第一风管截止阀门14；在风管总出管5的一侧设置辅助排风管15，在辅助排风管15上设置第二风管截止阀门16；当风管系统100中是单纯的空气时，打开第二风管截止阀门16，实现在室内的空气循环如没有温度、粉尘的空气，这个主要用于风机空运行阶段，当有粉尘时，打开第一风管截止阀门14，将经过过滤后的空气排放到室外，如带有温度和粉尘的空气。

为了实现对于风机1以及风管系统100的控制，针对本地控制系统400还要设计如附图2所示的系统，所述的本地控制系统400还包括plc401、触摸屏402、数字输出模块403、数字输入模块404、模拟输出模块405、模拟输入模块406；风机变频器407；plc401与触摸屏402、plc401与远程控制系统400之间均为以太网网络连接；plc401与输出模块403、输入模块404、模拟输出模块405、模拟输入模块406并行串口连接；plc401与风机变频器407为profibus连接；上述器件间的联系保证了整个系统的电气系统的控制连接，实现了本地控制系统400与远程控制系统400对于风机1的控制网络的要求，风机变频器407与风机1为电性连接；两者之间为电源连接，是风机变频器407对于风机1进行驱动；风机变频器407与数字输出模块403、数字输入模块404为电性连接，之间针对其风速的数据进行转化控制，其中，数字输入模块404与风机变频器407之间通过数字量的连接，如启动、故障、停止等数字量之间的控制，风机变频器407与数字输出模块403之间，主要是针对变频器407报警、警告、指示灯、变频器参数以8421码形式输出等；风机变频器407与模拟输出模块405、模拟输入模块406为模拟量连接；提供0-10v的模拟量的输入输出，风机变频器407与模拟输出模块405之间，主要是将本地控制系统400和远程控制系统500中设置的参数如温度、风速、湿度转化成模拟量，并用于控制风机变频器407的频率输出，风机变频器407与模拟输入模块406之间，主要是将风机变频器上的频率输入给模拟输入模块406，使其本地控制系统400和远程控制系统500中转化成实际的风速；在模拟输入模块406与被检测粉尘仪10为模拟量连接，主要是将被检测粉尘仪检测到的粉尘数据传入到模拟输入模块406中，供本地控制系统400和远程控制系统500读取并转化成被检测数据。

为了实现上述的系统控制，远程控制系统500为工业控制计算机。

为了进一步实现风速在风管支管3的变化，结合附图1、风管支管3还包括第一风管支管31、第二风管支管32、第三风管支管33；在第一风管支管31的一端设连接第一弯头34的一端，第一弯头34的另一端与风管总进管4的一端连接；第二风管支管32的一端与第二弯头35的一端连接，第二弯头35的另一端与风管总进管4相贯线连接；第二风管支管32设置在第一风管支管31的上方；在第二风管支管32的上方设置第三弯头36，第三弯头36的一端与第二风管支管32相贯连接，第三弯头36的另一端与第三风管支管33的一端连接；第一风管支管31、第二风管支管32、第三风管支管33均与大气连通；上述实施例中的第一风管支管31、第二风管支管32、第三风管支管33结构主要将风速根据不同的管道分成了高中低3种速度，并将其分别进行控制，上述的结构，解决了高中低3种速度的共存和分别控制；由于，第一风管支管31的直径大于第二风管支管32的直径大于第三风管支管33的直径，在相同的空气流量的情况下，形成了不同的风速，这样就可以模拟出高中低3种不同的速度，使得整个系统更加接近于现实中的应用。

为了满足对于被检测粉尘仪10与检测口300之间的连接，将检测口300设计成还包括抽取式测试口301、后散射式测试口302、对穿式测试口303的检测口样式，抽取式测试口301设置在风管总进管4的一侧；抽取式测试口301为法兰连接结构；后散射式测试口302对称设置在风管总进管4的两侧，在风管总进管4的两侧均设置法兰连接结构；对穿式测试口303设置一段管道穿过风管总进管4，并在管道上设置法兰结构。上述的检测口300结构满足了抽取式、后散射式以及对穿式粉尘仪的检测，满足了，多种的粉尘仪的检测要求。

为了实现对于风管系统100的控制，将电动控制阀门9为法兰式开关阀门；第一风管截止阀门14和第二风管截止阀门15为截止式电动开关阀门。

为了实现对于粉尘风洞系统进行控制，需要对于所述的粉尘风洞系统控制方法进行设计，步骤如下：

步骤s0；流速通道选择以及检测模式选择：在第一风管支管31、第二风管支管32、第三风管支管33中选择任意一根，选择低速通道或者中速通道或者高速通道；选择粉尘检测模式或者烟气检测模式中的任意一个，进入步骤s10；

步骤s10：判断电动控制阀门9是否开启：是，则进入步骤s40；否，则进入步骤50；

步骤s20：参数设置：在触摸屏402或者远程控制系统500中设置温度、湿度、流速，保存后进入步骤s30；

步骤s30：试验时间设置：在触摸屏402或者远程控制系统500中设置试验时间保存后，进入步骤s40；

步骤s40：在触摸屏402上或者远程控制系统500中按下启动按钮，风机1启动，启动后，进入步骤s60；

步骤s50：状态报警：在报警页面上跳出报警信号，报警灯亮起；

步骤s60：状态输出：在管道中形成模拟的粉尘或者烟气，进入步骤s70；

步骤s70：选择启动的功能：在触摸屏402上或者远程控制系统500中启动加热器6或者加湿器7进入步骤s80；

步骤s80：记录数据：远程控制系统500记录运行数据包括温度、湿度、流速呈曲线连续输出状态，则进入步骤s90；

步骤s90：状态判断：判断条件：有无流速信号，如果状态是，进入步骤120；风管系统温度≥60℃；加热器温度≥75℃；风管系统湿度≥85％；如果状态是，进入步骤100；步骤110；如果状态否，则进入步骤s150；

步骤s100：加热器6停止工作；停止后，进入步骤s120；

步骤110：加湿器7停止工作；停止后，进入步骤s120；。

步骤s120：风机1停止工作；停止后，进入步骤s130；

步骤s130：试验停止；进入步骤s50；

步骤s150：启动预备阶段：粉尘风洞系统进入启动预备阶段；启动预备阶段完成后，进入步骤s160；

步骤s160：工况条件预备阶段：粉尘风洞系统从原始状态到设置的温度、湿度、流速的运行状态的阶段；工况条件预备阶段完成后，则进入步骤s170；

步骤s170：工况稳定判别阶段：粉尘风洞系统对设置的温度、湿度、流速的判别，判定设置的温度、湿度、流速是否达到工况稳定阶段，达到后，则进入步骤s180；

步骤s180：工况到达稳定条件阶段：粉尘风洞系统维持设置的温度、湿度、流速，设定的时间到后，则进入步骤s190；

步骤s190：进入试验时间：连接至粉尘风洞系统的被检测粉尘仪10和校对粉尘仪20开始测试，测试数据被传送到粉尘风洞系统的远程控制系统500中，并保存后；进入步骤s200：

步骤s200：试验结束判定：是，进入步骤s210；否，进入步骤s220；

步骤s210：风机1正常停止；停止后，进入步骤s230；

步骤s220：继续下一个工况试验；粉尘风洞系统回到步骤s0；

步骤s230：粉尘过滤器8吹扫：收集粉尘，以备下次使用。

经过在本实施例中的粉尘风洞系统控制方法控制，能够解决用于粉尘仪的检测和校验时，缺少标准的粉尘检测环境来检测粉尘仪是否达到了正确的检测范围的技术问题。

作为本发明优选的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，也是本发明的保护范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。